Computational Fluid Dynamics
La CFD regroupe différentes méthodes numériques permettant de modéliser les écoulements de fluides tels que liquides, gaz et autres substances complexes. Elle permet d’étudier des environnements spécifiques, comme les flux autour ou à l’intérieur d’un objet, en prenant en compte les interactions fluide-structure, le transfert de chaleur, la thermohydraulique, les écoulements laminaires, turbulents et réactifs, ainsi que d’autres phénomènes comme la microfluidique, les écoulements visqueux, les métaux liquides, les électrolytes, les écoulements diphasiques, les écoulements multiphasiques et l’aérodynamique.
Étudier et maîtriser les écoulements, les transferts thermiques et leurs cinétiques associées sont des atouts précieux pour une équipe de projet, que ce soit pour créer un nouveau processus, repenser un système existant ou chercher à l’optimiser.
Aujourd’hui, La CFD est indispensable pour l’optimisation des consommations énergétiques qui est plus que jamais nécessaire pour maîtriser les coûts.
Elles sont largement utilisées pour étudier le comportement des fluides, tels que l’air, l’eau ou les gaz, dans des systèmes physiques réels. Pourquoi la CFD est-elle un atout pour vos projets de R&D et d’innovation ? Parce qu’elle permet de :
A chaque étape du projet, nos équipes vous accompagnent pour :
- Définir le modèle : spécifier les conditions aux limites et les propriétés du fluide et sélectionner le type de modèle approprié pour le système étudié.
- Modéliser la géométrie de manière à ce qu’elle soit représentative de la situation réelle. Cette étape peut impliquer la création d’un modèle 3D de la géométrie ou l’importation d’un modèle existant.
- Réaliser le maillage : c’est une étape importante pour la précision de la simulation. Le maillage doit être suffisamment fin pour capturer les détails importants de la géométrie, mais pas trop fin pour éviter des temps de calculs trop longs.
- Définir les conditions initiales et aux limites pour le modèle. Cela peut inclure la température, la pression, la vitesse, etc.
- Résoudre les équations : Les équations de la dynamique des fluides sont résolues numériquement pour déterminer les champs de vitesse, de pression, de température, etc.
- Analyser les résultats pour comprendre le comportement des fluides dans le système et prendre les décisions adéquates pour valider le design, les modes opératoires, prévoir et anticiper des opérations de maintenance…
- Vérifier et valider les résultats : pour s’assurer que la simulation est précise et représente la situation réelle et enrichir le modèle qui pourra ensuite être transféré à vos équipes. Cela peut inclure la comparaison des résultats de la simulation avec des données expérimentales.
Les principaux éléments analysés sont :
- Les flux de fluide : déplacement dans le système, les vitesses et les directions.
- La pression : pour comprendre comment le fluide interagit avec les surfaces solides du système.
- La température : pour comprendre comment la chaleur se propage dans le système tels que des boîtiers hébergeant des composants électroniques soumis à des conditions extrêmes
- Les turbulences : Les simulations CFD peuvent également aider à prévoir et à quantifier les effets de la turbulence, c’est-à-dire les mouvements chaotiques du fluide.
- Échanges de chaleur : Les simulations CFD peuvent être utilisées pour comprendre les échanges de chaleur entre le fluide et les surfaces solides du système.